KR101645286B1 - 부스바 접촉부 감시장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 부스바 접촉부 감시장치를 제공한다. 이와 같은 본 발명에 따른 부스바 접촉부 감시장치는 체결볼트에 의한 부스바 체결상태가 정량적으로 검출(볼트 체결도를 정량적으로 검출)되면서 부스바 접촉부의 정상여부가 실시간 모니터링되도록 하여 부스바 접촉부 모니터링의 정밀도와 정확성가 향상될 수 있고, 정량적인 부스바 체결상태 검출과 더불어 부스바 현재온도 검출을 통해 이중으로 부스바 접촉부의 정상여부가 판별되도록 하여 부스바 접촉부의 모니터링 효율와 모니터링 작업안정성의 증대가 도모될 수 있으며, 관리자용 휴대단말기와 부스바 상태검출모듈 간 근거리 무선통신에 의해 부스바 접촉부 상태정보가 관리자용 휴대단말기로 전송되도록 하여 부스바를 구비한 설비의 개방없이도 현장관리자가 부스바 접촉부 상태를 확인할 수 있는 한편 현장관리자의 접근이 용이하지 않은 취약환경조건에서도 현장관리자가 부스바 접촉부 상태를 간편하고 용이하게 확인할 수 있는 기술적 특징을 갖는다.
본 발명에 따른 부스바 접촉부 감시장치는 배전반, 분전반, MCC(전동기 제어반)을 포함하는 전기제어장치(1)에 구비되는 부스바(10)와; 서로 이웃하는 부스바(10)를 관통하는 체결볼트(20)와; 체결볼트(20)의 나사부(22)에 끼워져 서로 이웃하는 부스바(10)의 체결을 유도하는 체결너트(30)와; 부스바(10)와 체결볼트(20)의 헤드부(21) 사이에 배치되는 제1스프링와셔(40)와; 체결볼트(20)와 체결너트(30)의 조임동작에 의한 제1스프링와셔(40)의 높이값(h) 관련정보를 검출하는 부스바 상태검출모듈(50)과; 부스바 상태검출모듈(50)과 연결되어 제1스프링와셔 높이값 관련정보를 전달받고, 제1스프링와셔 높이값 관련정보로부터 부스바 접촉부의 현재 상태를 검출하여 부스바 접촉부 상태정보를 생성하여 출력시키는 컨트롤러(60)를 포함하여, 부스바(10)의 체결볼트(20) 체결상태가 정량적으로 검출되면서 부스바 접촉부의 정상여부에 대한 실시간 모니터링이 수행되도록 한다.
본 발명에 따른 부스바 접촉부 감시장치는 배전반, 분전반, MCC(전동기 제어반)을 포함하는 전기제어장치(1)에 구비되는 부스바(10)와; 서로 이웃하는 부스바(10)를 관통하는 체결볼트(20)와; 체결볼트(20)의 나사부(22)에 끼워져 서로 이웃하는 부스바(10)의 체결을 유도하는 체결너트(30)와; 부스바(10)와 체결볼트(20)의 헤드부(21) 사이에 배치되는 제1스프링와셔(40)와; 체결볼트(20)와 체결너트(30)의 조임동작에 의한 제1스프링와셔(40)의 높이값(h) 관련정보를 검출하는 부스바 상태검출모듈(50)과; 부스바 상태검출모듈(50)과 연결되어 제1스프링와셔 높이값 관련정보를 전달받고, 제1스프링와셔 높이값 관련정보로부터 부스바 접촉부의 현재 상태를 검출하여 부스바 접촉부 상태정보를 생성하여 출력시키는 컨트롤러(60)를 포함하여, 부스바(10)의 체결볼트(20) 체결상태가 정량적으로 검출되면서 부스바 접촉부의 정상여부에 대한 실시간 모니터링이 수행되도록 한다.
Description
본 발명은 부스바 접촉부 감시장치에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 체결볼트에 의한 부스바 체결상태가 정량적으로 검출(볼트 체결도를 정량적으로 검출)되면서 부스바 접촉부의 정상여부가 실시간 모니터링되도록 하여 부스바 접촉부 모니터링의 정밀도와 정확성가 향상될 수 있고, 정량적인 부스바 체결상태 검출과 더불어 부스바 현재온도 검출을 통해 이중으로 부스바 접촉부의 정상여부가 판별되도록 하여 부스바 접촉부의 모니터링 효율와 모니터링 작업안정성의 증대가 도모될 수 있으며, 관리자용 휴대단말기와 부스바 상태검출모듈 간 근거리 무선통신에 의해 부스바 접촉부 상태정보가 관리자용 휴대단말기로 전송되도록 하여 부스바를 구비한 설비의 개방없이도 현장관리자가 부스바 접촉부 상태를 확인할 수 있는 한편 현장관리자의 접근이 용이하지 않은 취약환경조건에서도 현장관리자가 부스바 접촉부 상태를 간편하고 용이하게 확인할 수 있는 부스바 접촉부 감시장치에 관한 것이다.
일반적으로 배전반(고압배전반, 저압배전반), 분전반, MCC(전동기 제어반)은 집단거주지역, 빌딩, 학교, 공장, 항만, 공항, 상하수 처리장, 변전소, 중공업 플랜트, 지하철, 화학단지, 제철소 등의 광범위한 전력 수용가에 설치되어 특고압의 전력을 해당 설비들에 요구되는 레벨의 전압으로 변환하여 공급하는데 사용된다.
이와 같은 배전반, 분전반, MCC에 포함되는 전기설비의 사고는 전기 사용의 증가에 따라, 인명 피해 및 재산 피해는 물론 국가 경제에도 큰 피해를 줄 수 있는 화재의 주요 요인이 되고 있다. 전기설비 사고의 대표적인 원인으로는 부스바 접속부의 열화에 의한 사고, 부스바의 접점 및 연결 부위에서의 접촉 불량에 의한 사고, 부스바 접속부의 과열 현상에 의한 사고 등으로 구분될 수 있으며, 특히 고전압/고전류 상태에서 부스바 접촉부의 이상 발생은 매우 위험한 상황을 초래할 수 있고, 작업자나 검사자가 매우 중요하게 생각하는 요소이나 빈번하게 사고가 발생하고 있는 것이 현실이다.
이에 따라, 부스바 접촉부의 모니터링을 통해 전기설비 사고가 방지되도록 하는 기술이 개발되고 있는데, 이와 관련하여 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1336888호 "고,저압 부스바 무선 감시기능을 가진 수배전반", 등록번호 제10-1329182호 "부스바의 접속부 열화 진단 기능을 가지는 고압반, 저압반, 분전반 및 모터 제어반" 등이 안출되어 있다.
그러나 상기와 같은 종래의 부스바 접촉부 모니터링 기술의 경우, 부스바를 결합시키는 볼트의 미체결이나 체결불량 또는 정상체결 상태에서의 이물질의 끼임으로 인한 접촉불량 등을 원인으로 한 부스바 접촉부의 비정상적인 온도상승이나 진동을 검출하여 부스바 접촉부의 정상여부를 판별하는 것으로, 부스바를 결합시키는 볼트의 미체결이나 체결불량 상태를 간접적으로 검출하는 것임에 따라 부스바 접촉부 모니터링의 정밀도와 정확성을 높이는데 한계가 있었다.
특히 부스바의 볼트 체결과정에서 작업자가 적당히 체결하고 나중에 다시 체결하기위해 작업을 미룬후 재작업이 이루어지지 않아 볼트가 50~75% 수준에서만 체결되어 있는 경우가 많은데, 볼트 체결을 전혀 하지 않은 경우에는 육안으로 쉽게 구분할 수있어 점검과정에서 용이하게 발견하여 작업보완을 수행할 수 있지만, 50~75% 수준에서 체결된 볼트의 경우에는 육안으로 체결여부의 구분이 어려워 점검과정에서 발견하지 못하고 지나치게 될 우려가 높고, 이에 따라 사고의 직접적인 원인이 될 가능성이 높으므로, 볼트 체결도를 정량적으로 검출할 필요가 있었다.
(특허문헌 1) 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1336888호 "고,저압 부스바 무선 감시기능을 가진 수배전반"
(특허문헌 2) 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1329182호 "부스바의 접속부 열화 진단 기능을 가지는 고압반, 저압반, 분전반 및 모터 제어반"
따라서 본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 개선하여, 서로 이웃하는 부스바를 결합시키는 체결볼트의 헤드부에 배치되어 체결볼트의 조임동작에 따라 탄성변형되는 스프링와셔의 높이값 관련정보가 부스바 상태검출모듈에 의해 정량적으로 검출(볼트 체결도를 정량적으로 검출)되고, 스프링와셔 높이값 관련정보로부터 부스 접촉부 현재 상태가 정량적으로 판별되면서 부스바 접촉부의 정상여부가 실시간 모니터링됨으로써 부스바 접촉부 모니터링의 정밀도와 정확성가 향상될 수 있도록 하는 새로운 형태의 부스바 접촉부 감시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 스프링와셔의 높이값 관련정보 검출을 위해 선택적으로 구비되는 스프링와셔 높이값 검출센서, 압력센서, 스트레인 게이지 이외에 부스바 현재온도 검출을 위한 부스바 온도검출센서가 부스바 상태검출모듈에 추가적으로 구비되어 정량적인 부스바 체결상태 검출과 더불어 부스바 현재온도 검출을 통해 이중으로 부스바 접촉부의 정상여부가 판별됨으로써 부스바 접촉부의 모니터링 효율와 모니터링 작업안정성의 증대가 도모될 수 있도록 하는 새로운 형태의 부스바 접촉부 감시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고 본 발명은 관리자용 휴대단말기와 부스바 상태검출모듈 간 근거리 무선통신에 의해 부스바 접촉부 상태정보가 관리자용 휴대단말기로 전송됨으로써 부스바를 구비한 설비의 개방없이도 현장관리자가 부스바 접촉부 상태를 확인할 수 있도록 하는 한편 현장관리자의 접근이 용이하지 않은 취약환경조건에서도 현장관리자가 부스바 접촉부 상태를 간편하고 용이하게 확인할 수 있도록 하는 새로운 형태의 부스바 접촉부 감시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 배전반, 분전반, MCC(전동기 제어반)을 포함하는 전기제어장치(1)에 구비되는 부스바(10)와; 서로 이웃하는 부스바(10)를 관통하는 체결볼트(20)와; 체결볼트(20)의 나사부(22)에 끼워져 서로 이웃하는 부스바(10)의 체결을 유도하는 체결너트(30)와; 부스바(10)와 체결볼트(20)의 헤드부(21) 사이에 배치되는 제1스프링와셔(40)와; 체결볼트(20)와 체결너트(30)의 조임동작에 의한 제1스프링와셔(40)의 높이값(h) 관련정보를 검출하는 부스바 상태검출모듈(50)과; 부스바 상태검출모듈(50)과 연결되어 제1스프링와셔 높이값 관련정보를 전달받고, 제1스프링와셔 높이값 관련정보로부터 부스바 접촉부의 현재 상태를 검출하여 부스바 접촉부 상태정보를 생성하여 출력시키는 컨트롤러(60)를 포함하여, 부스바(10)의 체결볼트(20) 체결상태가 정량적으로 검출되면서 부스바 접촉부의 정상여부에 대한 실시간 모니터링이 수행되도록 하는 것을 특징으로 하는 부스바 접촉부 감시장치를 제공한다.
이와 같은 본 발명에 따른 부스바 접촉부 감시장치에서 부스바 상태검출모듈(50)은, 설정위치에 설치되어 제1스프링와셔(40)의 높이값(h)를 제1스프링와셔 높이값 관련정보로 검출하는 스프링와셔 높이값 검출센서(51a), 설정위치에 설치되어 제1스프링와셔 접촉부위 압력값을 제1스프링와셔 높이값 관련정보로 검출하는 압력센서(51b), 설정위치에 설치되어 제1스프링와셔(40)의 현재 높이에 대응하는 전기저항값을 제1스프링와셔 높이값 관련정보로 검출하는 스트레인 게이지(51c) 군 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.
특히 본 발명에 따른 부스바 접촉부 감시장치의 부스바 상태검출모듈(50)은, 제1스프링와셔(40)와 부스바(10) 사이에 배치되어 체결볼트(20)의 관통에 의해 고정되는 후단면(511)을 갖는 본체케이싱(51)과; 본체케이싱(51)의 하부에 고정되는 가변저항기(54)와; 체결볼트(20)의 헤드부(21)와 제1스프링와셔(40) 사이에 배치되어 체결볼트(20)의 관통에 의해 고정되며, 체결볼트(20)의 조임동작시 체결볼트(20)와 일체로 전후 이동하게 되는 이동편(52)과; 상하단이 이동편(52)과 가변저항기(54)에 각각 연결되고, 이동편(52)의 이동에 연동되어 가변저항기(54)의 저항값 변동유도 소자(541)를 이동시켜 가변저항기(54)의 저항값 변동을 유도하는 연결편(53)을 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.
여기서 연결편(53)은 본체케이싱(51)에 핀결합되는 힌지축(531)에 의해 상부단(532)과 하부단(533)으로 구분되게 형성되되, 상부단(532)의 길이(d1)보다 하부단(533)의 길이(d2)가 길게 형성되어 이동편(52)의 이동이 비례적으로 확장되도록 할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 부스바 접촉부 감시장치에서 부스바 상태검출모듈(50)은, 설정위치에 설치되어 부스바(10)의 현재 온도를 비접촉식으로 검출하는 비접촉식 부스바 온도검출센서(55)를 더 포함하는 상태정보 이중 센싱형 부스바 상태검출모듈이고, 컨트롤러(60)는 비접촉식 부스바 온도검출센서(55)와 연결되어 부스바 현재온도정보를 전달받고, 부스바 현재온도정보로부터 부스바 접촉부의 현재 상태를 검출하여 부스바 접촉부 상태정보를 생성하여 출력시킬 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 부스바 접촉부 감시장치는 부스바(10)가 구비되는 전기제어장치(1)의 내부온도를 검출하는 내부온도 검출센서(70)를 더 포함하고, 컨트롤러(60)는 내부온도 검출센서(70)와 연결되어 전기제어장치 내부온도정보를 전달받고, 전기제어장치 내부온도정보와 부스바 현재온도정보로부터 부스바 접촉부의 현재 상태를 검출하여 부스바 접촉부 상태정보를 생성하여 출력시킬 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 부스바 접촉부 감시장치는 관리자가 소지하게 되고, 블루투스 통신이 가능한 관리자용 휴대단말기(80)를 더 포함하되, 컨트롤러(60)는 블루투스 통신기(62a), BLE 통신기(62b) 중에서 선택된 어느 하나를 구비하고, 관리자용 휴대단말기(80)와의 블루투스 통신을 통해 부스바 접촉부 상태정보를 전달하여 전기제어장치(1)의 개방없이도 관리자의 전기제어장치 모니터링이 가능해지도록 할 수 있다.
본 발명에 의한 부스바 접촉부 감시장치에 의하면, 정량적인 부스바 체결상태 검출(볼트 체결도를 정량적으로 검출)에 의해 부스바 접촉부 모니터링의 정밀도와 정확성가 향상되고, 정량적인 부스바 체결상태 검출과 부스바 현재온도 검출의 이중적인 센싱에 의해 부스바 접촉부 정상여부가 판별되어 부스바 접촉부의 모니터링 효율와 모니터링 작업안정성의 증대가 도모되는 효과가 있다. 또한 본 발명에 의한 부스바 접촉부 감시장치에 의하면, 관리자용 휴대단말기와 부스바 상태검출모듈 간 근거리 무선통신에 의해 부스바 접촉부 상태정보가 관리자용 휴대단말기로 전송되어 부스바를 구비한 설비의 개방없이도 현장관리자가 부스바 접촉부 상태를 확인할 수 있고, 현장관리자의 접근이 용이하지 않은 취약환경조건에서도 현장관리자가 부스바 접촉부 상태를 간편하고 용이하게 확인할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 부스바 접촉부 감시장치의 기본 구성블록도;
도 2는 본 발명에 따른 부스바 접촉부 감시장치가 적용되는 부스바 접촉부를 보여주기 위한 도면;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 부스바 접촉부 감시장치의 부스바 상태검출모듈의 설치위치를 보여주기 위한 도면;
도 4의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 실시예에 따른 부스바 접촉부 감시장치의 부스바 상태검출모듈의 구성 예시도;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 부스바 접촉부 감시장치의 부스바 상태검출모듈의 내부구성을 보여주기 위한 도면;
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 부스바 상태검출모듈의 동작 상태를 보여주기 위한 도면;
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 컨트롤러에 포함되는 컨트롤 패널을 보여주기 위한 도면;
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 부스바 상태검출모듈와 컨트롤러 간 통신연결 구성을 보여주기 위한 도면;
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 부스바 접촉부 감시장치의 컨트롤러와 관리자용 휴대단말기 간 블루투스통신에 의한 통신연결 구성을 보여주기 위한 도면;
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 부스바 접촉부 감시장치의 컨트롤러와 원격지 관리서버 간 이더넷 네트워크망에 의한 통신연결 구성을 보여주기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 부스바 접촉부 감시장치가 적용되는 부스바 접촉부를 보여주기 위한 도면;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 부스바 접촉부 감시장치의 부스바 상태검출모듈의 설치위치를 보여주기 위한 도면;
도 4의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 실시예에 따른 부스바 접촉부 감시장치의 부스바 상태검출모듈의 구성 예시도;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 부스바 접촉부 감시장치의 부스바 상태검출모듈의 내부구성을 보여주기 위한 도면;
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 부스바 상태검출모듈의 동작 상태를 보여주기 위한 도면;
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 컨트롤러에 포함되는 컨트롤 패널을 보여주기 위한 도면;
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 부스바 상태검출모듈와 컨트롤러 간 통신연결 구성을 보여주기 위한 도면;
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 부스바 접촉부 감시장치의 컨트롤러와 관리자용 휴대단말기 간 블루투스통신에 의한 통신연결 구성을 보여주기 위한 도면;
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 부스바 접촉부 감시장치의 컨트롤러와 원격지 관리서버 간 이더넷 네트워크망에 의한 통신연결 구성을 보여주기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 10에 의거하여 상세히 설명한다. 한편, 도면과 상세한 설명에서 일반적인 배전반, 분전반, MCC(전동기 제어반), 부스바(busbar), 볼트, 너트, 스프링와셔, 평와셔, 압력센서, 스트레인 게이지, 가변저항기, 온도센서, 적외선 온도센서, 블루투스 통신, 이더넷 네트워크 등으로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용에 대한 도시 및 언급은 간략히 하거나 생략하였다. 특히 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.
본 발명에 따른 부스바 접촉부 감시장치(100)는 도 1의 (a)에서와 같이 부스바(10), 체결볼트(20), 체결너트(30), 제1스프링와셔(40), 부스바 상태검출모듈(50), 컨트롤러(60)를 포함하는 구성으로 이루어지는 것으로, 부스바(10)의 체결볼트(20) 체결상태가 0~100%의 퍼센트 수치 등으로 정량적인 형태로 검출되면서 부스바 접촉부의 정상여부에 대한 실시간 모니터링이 수행되도록 한다.
부스바(10)는 전기제어장치(1)에 구비되는 것으로, 부스바(10)에 구비되는 전기제어장치(1)는 배전반, 분전반, MCC(전동기 제어반) 등이 될 수 있다. 이와 같이 본 발명에 따른 부스바 접촉부 감시장치(100)는 고전압/고전류 조건의 배전반, 분전반 등에 적용되는 것으로, 동 부스바(10)와 같이 전도성 물질에 적용가능한 구성으로 이루어지게 된다. 이를 위하여 본 발명에 따른 부스바 접촉부 감시장치(100)는 스프링와셔를 제외한 부스바 상태검출모듈(50)의 구성요소들이 모두 플라스틱 재질이나 나무 재질 등의 비전도성 물질로 이루어지도록 한다.
체결볼트(20)는 서로 이웃하는 부스바(10a)(10b)를 관통하는 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 체결볼트(20)의 헤드부(21)에는 도 2에서와 같이 평와셔(41)가 끼워진다. 또한 본 발명의 실시예에 따른 체결볼트(20)의 나사부(22)에는 도 3에서와 같이 평와셔(41')와 제2스프링와셔(40')가 끼워진 다음, 체결너트(30)가 끼워진다.
체결너트(30)는 체결볼트(20)의 나사부(22)에 끼워져 서로 이웃하는 부스바(10a)(10b)의 체결을 유도하게 된다.
제1스프링와셔(40)는 부스바(10)와 체결볼트(20)의 헤드부(21) 사이에 배치된다.
부스바 상태검출모듈(50)은 체결볼트(20)와 체결너트(30)의 조임동작에 의한 제1스프링와셔(40)의 높이값(h) 관련정보를 검출하는 것으로, 이와 같은 부스바 상태검출모듈(50)은 도 3에서와 같이 체결볼트(20)의 헤드부(21)와 제1부스바(10a) 사이에 배치되어 체결볼트(20)에 의해 고정설치될 수 있다.
여기서 제1스프링와셔(40)의 높이값(h)은 체결볼트(20)의 체결동작이 수행되기 전 제1스프링와셔(40)의 변형이 없는 상태에서 최대값을 가지고, 체결볼트(20)의 체결동작 완료시 제1스프링와셔(40)가 체결볼트(20)의 헤드부(21)와 제1부스바(10a) 사이에서 밀착되는 상태에서 최소값을 가지게 된다. 체결볼트(20)의 체결동작 진행과정에서 제1스프링와셔(40)의 높이값(h)은 체결률(0~100%)에 대응하여 연속적으로 변동하게 된다. 예를 들어 12Ø 스프링와셔의 경우 변형없는 상태의 5.5~6mm에서 최대 변형하여 평평하게 된 상태의 2mm까지 3.5~4mm 범위에서 높이값이 가변되고, 제1스프링와셔(40)의 높이값(h) 관련정보를 전기저항값 변동으로 검출할 경우 체결률(0~100%)에 대응하여 연속적으로 변동하는 제1스프링와셔(40)의 높이값(h)에 대응하여 전기저항값도 연속적으로 최대값과 최소값 범위에서 변동하게 된다.
이 때 제1스프링와셔(40)의 높이값(h)이나 제1스프링와셔(40)의 높이값(h)에 대응하는 전기저항값의 변동을 검출함으로써 부스바(10)의 체결볼트(20) 체결상태가 체결볼트(20)의 체결률(0~100%)로서 정량적으로 검출되고, 이를 통해 부스바 접촉부의 정상여부에 대한 실시간 모니터링이 정확하게 정밀하게 수행될 수 있게 된다.
이를 위한 부스바 상태검출모듈(50)에는 도 4의 (a)에서와 같이 스프링와셔 높이값 검출센서(51a)가 포함될 수 있는데, 스프링와셔 높이값 검출센서(51a)는 설정위치에 설치되어 제1스프링와셔(40)의 높이값(h)를 제1스프링와셔 높이값 관련정보로 검출하게 된다.
이와 달리 부스바 상태검출모듈(50)에는 도 4의 (b)에서와 같이 압력센서(51b)가 포함될 수 있는데, 압력센서(51b)는 설정위치에 설치되어 제1스프링와셔(40)의 현재 높이에 대응하여 변동되는 제1스프링와셔 접촉부위 압력값을 제1스프링와셔 높이값 관련정보로 검출하게 된다. 압력센서(51b)로는 압전소자, FSR(Force Sensitive Resistor) 센서, 기계식 압력센서, 전기식 압력센서, 반도체식 압력센서 등이 사용될 수 있다.
또한 부스바 상태검출모듈(50)에는 도 4의 (c)에서와 같이 스트레인 게이지(51c)가 포함될 수도 있는데, 스트레인 게이지(51c)는 설정위치에 설치되어 제1스프링와셔(40)의 현재 높이에 대응하여 변동되는 전기저항값을 제1스프링와셔 높이값 관련정보로 검출하게 된다.
여기서 본 발명의 실시예에 따른 부스바 상태검출모듈(50)은 도 5와 도 6에서와 같이 본체케이싱(51), 가변저항기(54), 이동편(52), 연결편(53)을 포함하는 구성으로 이루어진다. 물론 부스바 상태검출모듈(50)은 이외의 다양한 구성으로 이루어질 수 있다.
본체케이싱(51)은 부스바 상태검출모듈(50)의 본체를 이루는 것으로, 본체케이싱(51) 내부에 가변저항기(54), 연결편(53)이 설치된다. 이와 같은 본체케이싱(51)의 후단면(511)은 제1스프링와셔(40)와 부스바(10) 사이에 배치되어 체결볼트(20)의 관통에 의해 고정된다. 그리고 본 발명의 실시예에 따른 본체케이싱(51)은 후단면(511)과 전단면(512) 사이에 내부공간이 형성되도록 하고, 전단면(512) 상단으로부터 내측으로 연장형성된 상단면(513)과 후단면(511) 사이에도 이동편(52)이 삽입되어 이동할 수 있는 여유공간이 형성되도록 한다. 또한 본 발명의 실시예에 따른 본체케이싱(51)은 상단면(513) 하측에 고정편(514)이 형성되어 이동편(52)이 고정편(514)에 끼워져 수평방향으로 슬라이딩 이동할 수 있도록 한다.
가변저항기(54)는 본체케이싱(51)의 하부에 고정되는 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 가변저항기(54)는 저항체 위에서 슬라이딩이동하는 접동자(541a)를 저항값 변동유도 소자(541)로 구비하게 된다. 이와 같은 가변저항기(54)는 컨트롤러(60)와 연결되어 컨트롤러(60)로 현재 전기저항값을 전달하게 된다.
이동편(52)은 체결볼트(20)의 헤드부(21)와 제1스프링와셔(40) 사이에 배치되어 체결볼트(20)의 관통에 의해 고정되는 것으로, 이와 같은 이동편(52)은 도 6에서와 같이 체결볼트(20)의 조임동작시 체결볼트(20)와 일체로 전후 이동하게 된다.
여기서 본 발명의 실시예에 따른 이동편(52)은 와셔접촉단(521), 끼움단(522), 연결편 고정단(523)이 일체를 이루면서 형성되는 구성으로 이루어진다.
와셔접촉단(521)은 체결볼트(20)에 끼워져 제1스프링와셔(40)와 접촉하게 되는 것이고, 끼움단(522)은 와셔접촉단(521) 하부에 와셔접촉단(521)과 직각을 이루며 외측으로 연장형성되는 것이다. 한쌍의 끼움단(522)이 상하방향으로 서로 이격형성되어 본체케이싱(51)의 고정편(514)에 끼워지면서 이동편(52)은 고정편(514)을 타고 수평방향으로 슬라이딩 이동할 수 있게 된다.
연결편 고정단(523)은 이동편(52)의 하부를 이루는 것으로, "∩"형상으로 이루어져 연결편(53) 상단부가 삽입고정된다. 이와 같은 연결편 고정단(523)의 좌우측 하단은 내측으로 돌출된 돌기 구조로 이루어져 연결편(53) 상단부가 이탈되지 않고 안정되게 연결편 고정단(523)에 고정될 수 있도록 한다.
연결편(53)은 상하단이 이동편(52)과 가변저항기(54)에 각각 연결되는 것으로, 이동편(52)의 이동에 연동되어 가변저항기(54)의 저항값 변동유도 소자(541)를 이동시켜 가변저항기(54)의 저항값 변동을 유도하게 된다. 여기서 본 발명의 실시예에 따른 연결편(53)은 본체케이싱(51)에 핀결합되는 힌지축(531)에 의해 상부단(532)과 하부단(533)으로 구분되게 형성되는데, 상부단(532)의 길이(d1)보다 하부단(533)의 길이(d2)가 길게 형성되어 이동편(52)의 이동이 비례적으로 확장되도록 한다.
이동편(52)과 체결볼트(20)는 일체로 전후 이동하면서 제1스프링와셔(40)의 높이값을 변동시키는데, 이동편(52)의 이동거리는 제1스프링와셔(40)의 높이값과 동일하게 변동됨에 따라, 이동편(52)의 이동거리도 제1스프링와셔(40)의 높이값과 동일하게 수mm 범위로 협소하게 된다.{예를 들어 12Ø 스프링와셔의 경우 변형없는 상태의 5.5~6mm에서 최대 변형하여 평평하게 된 상태의 2mm까지 3.5~4mm 범위에서 높이값이 가변됨} 이와 같은 수mm 범위의 협소한 제1스프링와셔 높이값 변동에 대응하여 가변저항기(54)의 전기저항값 변동도 협소하게 되고, 이와 같은 협소한 전기저항값 변동은 측정이 어렵거나 측정 정밀도가 떨어지는 문제점을 안고 있으므로, 상기와 같이 연결편(53)의 상부단(532) 길이(d1)보다 하부단(533) 길이(d2)가 길게 형성되어 이동편(52)의 이동이 비례적으로 확장되도록 함으로써 전기저항값 변동이 정밀하게 측정될 수 있도록 한다.
여기서 제1스프링와셔(40)의 높이값(h) 관련정보를 전기저항값 변동으로 검출할 경우 체결률(0~100%)에 대응하여 연속적으로 변동하는 제1스프링와셔(40)의 높이값(h)에 대응하여 전기저항값도 연속적으로 최대값과 최소값 범위에서 변동하게 된다.
한편 본 발명에 따른 부스바 상태검출모듈(50)은 도 1의 (b)에서와 같이 비접촉식 부스바 온도검출센서(55)를 추가적으로 구비하는 상태정보 이중 센싱형 부스바 상태검출모듈로 이루어질 수 있다. 비접촉식 부스바 온도검출센서(55)는 설정위치에 설치되어 부스바(10)의 현재 온도를 비접촉식으로 검출하여 컨트롤러(60)로 전달하게 된다.
상기와 같이 부스바 상태검출모듈(50)에 비접촉식 부스바 온도검출센서(55)가 구비되는 것에 대응하여 본 발명에 따른 부스바 접촉부 감시장치(100)는 부스바(10)가 구비되는 전기제어장치(1)의 내부온도를 검출하는 내부온도 검출센서(70)를 추가적으로 구비할 수 있다. 이와 같은 내부온도 검출센서(70)는 검출된 전기제어장치 내부온도를 컨트롤러(60)로 전달하게 된다.
이와 같은 구성에 대응하여 본 발명의 실시예에 따른 부스바 상태검출모듈(50)은 비접촉식 부스바 온도검출센서(55)가 본체케이싱(51) 하부에 설치되도록 한다. 비접촉식 부스바 온도검출센서(55)로는 적외선 온도센서(55a)가 사용될 수 있다.
컨트롤러(60)는 부스바 상태검출모듈(50)과 연결되어 제1스프링와셔 높이값 관련정보를 전달받고, 제1스프링와셔 높이값 관련정보로부터 부스바 접촉부의 현재 상태를 검출하여 부스바 접촉부 상태정보를 생성하여 출력시키게 된다. 컨트롤러(60)는 부스바 접촉부의 현재 상태가 비정상으로 판별될 시 비정상 알람신호를 부스바 접촉부 상태정보를 생성하여 출력시킬 수 있다. 비정상 알람신호로는 경보음, LED 점멸 신호 등이 이용될 수 있다.
이와 같은 컨트롤러(60)는 도 7에서와 같이 화면창이나 각종 표시체가 형성된 컨트롤 패널(61)을 구비하여 부스바 접촉부 상태정보가 다양한 형태로 출력되도록 할 수 있다.
부스바 상태검출모듈(50)에 비접촉식 부스바 온도검출센서(55)가 추가적으로 구비될 경우, 컨트롤러(60)는 비접촉식 부스바 온도검출센서(55)와 연결되어 부스바 현재온도정보를 전달받게 된다. 이와 같은 컨트롤러(60)는 부스바 현재온도정보로부터도 부스바 접촉부의 현재 상태를 검출하여 부스바 접촉부 상태정보를 생성하여 출력시키게 된다. 이때 컨트롤러(60)는 기준 온도값을 설정하여 기준 온도값을 초과하는 부스바 현재온도정보가 입력될 시 이를 부스바 접촉부 비정상으로 판별하여 비정상 알람신호를 생성하여 출력할 수 있다.
이와 같이 정량적인 부스바 체결상태 검출과 더불어 부스바 현재온도 검출을 통해 이중으로 부스바 접촉부의 정상여부가 판별되도록 하여 부스바 접촉부의 모니터링 효율와 모니터링 작업안정성의 증대가 도모될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 부스바 접촉부 감시장치(100)에 내부온도 검출센서(70)가 추가적으로 구비될 경우, 컨트롤러(60)는 내부온도 검출센서(70)와 연결되어 전기제어장치 내부온도정보를 전달받게 된다. 이와 같은 컨트롤러(60)는 전기제어장치 내부온도정보와 부스바 현재온도정보로부터 부스바 접촉부의 현재 상태를 검출하여 부스바 접촉부 상태정보를 생성하여 출력시키게 된다. 즉 배전반 등의 전기제어장치(1) 내부온도 상승시 부스바(10)의 허용전류가 감소하게 되고, 이에 대응하여 부스바(10)의 현재온도도 변동되므로, 컨트롤러(60)는 전기제어장치 내부온도 대비 부스바 현재온도의 정상범위를 설정하여 전기제어장치 내부온도 대비 부스바 현재온도가 정상범위를 벗어날 경우 이를 부스바 접촉부 비정상으로 판별하여 비정상 알람신호를 생성하여 출력할 수 있다.
한편 컨트롤러(60)는 도 8의 (a)에서와 같이 유선통신케이블을 통해 부스바 상태검출모듈(50)와 유선통신을 수행할 수도 있고, 도 8의 (b)에서와 같이 컨트롤러(60)와 부스바 상태검출모듈(50)에 각각 블루투스 통신기(56a)(62a)나 BLE 통신기(56b)(62b)가 구비되어 서로 무선통신을 수행할 수도 있다.
그리고 본 발명의 실시예에 따른 부스바 접촉부 감시장치(100)는 도 9에서와 같이 블루투스 통신이 가능한 관리자용 휴대단말기(80)를 소지한 관리자가 전기제어장치(1)의 개방없이도 전기제어장치 모니터링이 가능해지도록 할 수 있는데, 이는 컨트롤러(60)에 블루투스 통신기(62a)나 BLE 통신기(62b)가 구비되어 관리자용 휴대단말기(80)와의 블루투스 통신을 통해 부스바 접촉부 상태정보를 전달함으로써 가능해진다. 여기서 관리자용 휴대단말기(80)로는 휴대폰, 스마트폰, 스마트패드 등이 사용될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 부스바 접촉부 감시장치(100)는 도 10에서와 같이 컨트롤러(60)와 이더넷 네트워크망으로 연결되어 부스바 접촉부 상태정보를 전달받는 원격지 관리서버(90)를 통해 부스바 접촉부에 대한 원격 모니터링이 가능해지도록 할 수도 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 부스바 접촉부 감시장치(100)는 서로 이웃하는 부스바(10a)(10b)를 결합시키는 체결볼트(20)의 헤드부(21)에 배치되어 체결볼트(20)의 조임동작에 따라 탄성변형되는 제1스프링와셔(40)의 높이값 관련정보가 부스바 상태검출모듈(50)에 의해 정량적으로 검출(볼트 체결도를 정량적으로 검출)되도록 하고, 스프링와셔 높이값 관련정보로부터 부스 접촉부 현재 상태가 정량적으로 판별되면서 부스바 접촉부의 정상여부가 실시간 모니터링되도록 하므로, 부스바 접촉부 모니터링의 정밀도와 정확성가 향상될 수 있게 된다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 부스바 접촉부 감시장치(100)는 제1스프링와셔(40)의 높이값 관련정보 검출을 위해 선택적으로 구비되는 스프링와셔 높이값 검출센서(51a), 압력센서(51b), 스트레인 게이지(51c) 이외에 부스바 현재온도 검출을 위한 부스바 온도검출센서(55)가 부스바 상태검출모듈(50)에 추가적으로 구비되어 정량적인 부스바 체결상태 검출과 더불어 부스바 현재온도 검출을 통해 이중으로 부스바 접촉부의 정상여부가 판별되도록 하므로, 부스바 접촉부의 모니터링 효율와 모니터링 작업안정성이 증대된다.
그리고 본 발명의 실시예에 따른 부스바 접촉부 감시장치(100)는 관리자용 휴대단말기(80)와 부스바 상태검출모듈(50) 간 근거리 무선통신에 의해 부스바 접촉부 상태정보가 관리자용 휴대단말기(80)로 전송되도록 하므로, 부스바(10)를 구비한 전기제어장치(1)의 개방없이도 현장관리자가 부스바 접촉부 상태를 확인할 수 있고, 현장관리자의 접근이 용이하지 않은 취약환경조건에서도 현장관리자가 부스바 접촉부 상태를 간편하고 용이하게 확인할 수 있게 된다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 실시예에 따른 부스바 접촉부 감시장치를 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
1 : 전기제어장치
10, 10a, 10b : 부스바
20 : 체결볼트
21 : 헤드부
22 : 나사부
30 : 체결너트
40 : 제1스프링와셔
40' : 제2스프링와셔
41, 41' : 평와셔
50 : 부스바 상태검출모듈
51a : 스프링와셔 높이값 검출센서
51b : 압력센서
51c : 스트레인 게이지
51 : 본체케이싱
511 : 후단면
512 : 전단면
513 : 상단면
514 : 고정편
52 : 이동편
521 : 와셔접촉단
522 : 끼움단
523 : 연결편 고정단
53 : 연결편
531 : 힌지축
532 : 상부단
533 : 하부단
54 : 가변저항기
541 : 저항값 변동유도 소자
541a : 접동자
55 : 비접촉식 부스바 온도검출센서
55a : 적외선 온도센서
56a : 블루투스 통신기
56b : BLE 통신기
60 : 컨트롤러
61 : 컨트롤 패널
62a : 블루투스 통신기
62b : BLE 통신기
70 : 내부온도 검출센서
80 : 관리자용 휴대단말기
90 : 원격지 관리서버
100 : 부스바 접촉부 감시장치
10, 10a, 10b : 부스바
20 : 체결볼트
21 : 헤드부
22 : 나사부
30 : 체결너트
40 : 제1스프링와셔
40' : 제2스프링와셔
41, 41' : 평와셔
50 : 부스바 상태검출모듈
51a : 스프링와셔 높이값 검출센서
51b : 압력센서
51c : 스트레인 게이지
51 : 본체케이싱
511 : 후단면
512 : 전단면
513 : 상단면
514 : 고정편
52 : 이동편
521 : 와셔접촉단
522 : 끼움단
523 : 연결편 고정단
53 : 연결편
531 : 힌지축
532 : 상부단
533 : 하부단
54 : 가변저항기
541 : 저항값 변동유도 소자
541a : 접동자
55 : 비접촉식 부스바 온도검출센서
55a : 적외선 온도센서
56a : 블루투스 통신기
56b : BLE 통신기
60 : 컨트롤러
61 : 컨트롤 패널
62a : 블루투스 통신기
62b : BLE 통신기
70 : 내부온도 검출센서
80 : 관리자용 휴대단말기
90 : 원격지 관리서버
100 : 부스바 접촉부 감시장치
Claims (7)
- 배전반, 분전반, MCC(전동기 제어반)을 포함하는 전기제어장치(1)에 구비되는 부스바(10)와;
서로 이웃하는 부스바(10)를 관통하는 체결볼트(20)와;
체결볼트(20)의 나사부(22)에 끼워져 서로 이웃하는 부스바(10)의 체결을 유도하는 체결너트(30)와;
부스바(10)와 체결볼트(20)의 헤드부(21) 사이에 배치되는 제1스프링와셔(40)와;
체결볼트(20)와 체결너트(30)의 조임동작에 의한 제1스프링와셔(40)의 높이값(h) 관련정보를 검출하되, 제1스프링와셔(40)와 부스바(10) 사이에 배치되어 체결볼트(20)의 관통에 의해 고정되는 후단면(511)을 갖는 본체케이싱(51), 본체케이싱(51)의 하부에 고정되는 가변저항기(54)와, 체결볼트(20)의 헤드부(21)와 제1스프링와셔(40) 사이에 배치되어 체결볼트(20)의 관통에 의해 고정되며 체결볼트(20)의 조임동작시 체결볼트(20)와 일체로 전후 이동하게 되는 이동편(52), 상하단이 이동편(52)과 가변저항기(54)에 각각 연결되고 이동편(52)의 이동에 연동되어 가변저항기(54)의 저항값 변동유도 소자(541)를 이동시켜 가변저항기(54)의 저항값 변동을 유도하는 연결편(53)을 포함하는 구성으로 이루어지는 부스바 상태검출모듈(50)과;
부스바 상태검출모듈(50)과 연결되어 제1스프링와셔 높이값 관련정보를 전달받고, 제1스프링와셔 높이값 관련정보로부터 부스바 접촉부의 현재 상태를 검출하여 부스바 접촉부 상태정보를 생성하여 출력시키는 컨트롤러(60)를 포함하여,
부스바(10)의 체결볼트(20) 체결상태가 정량적으로 검출되면서 부스바 접촉부의 정상여부에 대한 실시간 모니터링이 수행되도록 하는 것을 특징으로 하는 부스바 접촉부 감시장치. - 제 1항에 있어서,
연결편(53)은 본체케이싱(51)에 핀결합되는 힌지축(531)에 의해 상부단(532)과 하부단(533)으로 구분되게 형성되되, 상부단(532)의 길이(d1)보다 하부단(533)의 길이(d2)가 길게 형성되어 이동편(52)의 이동이 비례적으로 확장되도록 하는 것을 특징으로 하는 부스바 접촉부 감시장치. - 제 1항에 있어서,
부스바 상태검출모듈(50)은,
설정위치에 설치되어 부스바(10)의 현재 온도를 비접촉식으로 검출하는 비접촉식 부스바 온도검출센서(55)를 더 포함하는 상태정보 이중 센싱형 부스바 상태검출모듈이고,
컨트롤러(60)는 비접촉식 부스바 온도검출센서(55)와 연결되어 부스바 현재온도정보를 전달받고, 부스바 현재온도정보로부터 부스바 접촉부의 현재 상태를 검출하여 부스바 접촉부 상태정보를 생성하여 출력시키는 것을 특징으로 하는 부스바 접촉부 감시장치. - 제 3항에 있어서,
부스바(10)가 구비되는 전기제어장치(1)의 내부온도를 검출하는 내부온도 검출센서(70)를 더 포함하고,
컨트롤러(60)는 내부온도 검출센서(70)와 연결되어 전기제어장치 내부온도정보를 전달받고, 전기제어장치 내부온도정보와 부스바 현재온도정보로부터 부스바 접촉부의 현재 상태를 검출하여 부스바 접촉부 상태정보를 생성하여 출력시키는 것을 특징으로 하는 부스바 접촉부 감시장치. - 제 1항에 있어서,
관리자가 소지하게 되고, 블루투스 통신이 가능한 관리자용 휴대단말기(80)를 더 포함하되,
컨트롤러(60)는 블루투스 통신기(62a), BLE 통신기(62b) 중에서 선택된 어느 하나를 구비하고, 관리자용 휴대단말기(80)와의 블루투스 통신을 통해 부스바 접촉부 상태정보를 전달하여 전기제어장치(1)의 개방없이도 관리자의 전기제어장치 모니터링이 가능해지도록 하는 것을 특징으로 하는 부스바 접촉부 감시장치. - 삭제
- 삭제
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|---|---|---|---|
| KR1020160030333A KR101645286B1 (ko) | 2016-03-14 | 2016-03-14 | 부스바 접촉부 감시장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160030333A KR101645286B1 (ko) | 2016-03-14 | 2016-03-14 | 부스바 접촉부 감시장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101645286B1 true KR101645286B1 (ko) | 2016-08-04 |
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ID=56709547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160030333A KR101645286B1 (ko) | 2016-03-14 | 2016-03-14 | 부스바 접촉부 감시장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101645286B1 (ko) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR102063833B1 (ko) | 2019-06-10 | 2020-01-08 | (주)효성파워택 | 수배전반의 부스바 감시장치 |
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